JP2006235254A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体の位置及び距離に関係なく画面全体の適正露出が得られるように働く調光機能を有する撮影装置を提供する。
【解決手段】複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６９ａを二次元的に配列してそれぞれの照射領域に向けて独立に光量もしくは点灯・消灯が制御された撮影補助光を照射させるようにする。さらにそれぞれの領域から反射されてくる反射光を受光センサ１２０１〜１２０９それぞれに受光させる。測光・測距ＣＰＵ１２０が各ＬＥＤからの撮影補助光の照射とその照射の停止との双方を独立に制御して全体として適正露出が得られるようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮像素子を備え、その撮像素子上に被写体像を形成して画像信号を生成する撮影装置に関する。

青色発光ダイオードの出現により、白色光を発光ダイオードで生成することもできるようになってきたため、今後の電力消費量を軽減することを考えて消費電力の大きな白熱灯を、消費電力の小さなＬＥＤに切り替えていこうという動きがある。このような動きはデジタルカメラの世界にも波及してきており、いままで撮影補助光用に用いられていたキセノン管の代わりに上記ＬＥＤを適用しようとする動きが活発になってきている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、ＬＥＤのような発光体を多数用いてそれぞれの配先などを変えることで様々な配光の撮影補助光を発光させることは可能であるが、このように様々な配光で撮影補助光を被写体に向けて照射させ画面全体を適正露出にする場合には各発光体の発光を個々に停止させるような調光を行う必要がある。

いままでのように配光が一定のものにおいては、特許文献２等の技術を用いることで中心被写体の適正露出を得ることはできたが、上記のように画面全体を適正露出にするのは特許文献２の技術だけでは不可能である。
特開２００１−２１５５７９号公報 特開平６−２０３９８６号公報

本発明は、上記事情に鑑み、被写体の位置及び距離に関係なく画面全体の適正露出が得られるように働く調光機能を有する撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の第１の撮影装置は、撮像素子を備え該撮像素子上に被写体像を結像して画像信号を生成する撮影装置において、
撮影画角内が二次元的に分割された複数の照射領域それぞれに向けて独立に制御された光を照射する発光部と、
上記複数の照射領域それぞれからの反射光を独立に受光する受光部と、
撮影時に、上記複数の照射領域それぞれに向けて撮影補助光を照射するとともに、上記受光部による上記複数の照射領域それぞれからの反射光の受光光量に応じて、上記発光部に、上記複数の照射領域それぞれに向けての撮影補助光の照射を停止させる発光制御部とを備えたことを特徴とする。

上記本発明の第１の撮影装置によれば、上記発光部によって各複数の照射領域に向けて独立に制御された撮影補助光がが様々な配光で被写体に向けて照射される。また、上記受光部により各領域からの反射光が受光されそれぞれの領域における撮影補助光の発光光量が測定されて各領域ごとに適正露出が得られるように撮影補助光の照射が停止される。

すなわち、被写体の位置及び距離に関係なく画面全体の適正露出が得られるように働く調光機能を有する撮影装置が提供される。

上記目的を達成する本発明の第２の撮影装置は、撮像素子を備え該撮像素子上に被写体像を結像して画像信号を生成する撮影装置において、
撮影画角内が二次元的に分割された複数の照射領域それぞれに向けて独立に制御された光を照射する発光部と、
上記複数の照射領域それぞれからの反射光を独立に受光する受光部と、
上記発光部に、撮影に先立って、上記複数の照射領域それぞれに向けてプリ発光光を照射させるとともに、上記受光部に該プリ発光光の、その複数の照射領域それぞれからの反射光を受光させ、撮影時には、上記発光部に、その被照射領域それぞれに向けて、その複数の照射領域それぞれからの反射光の受光光量に応じた光量で撮影補助光を照射させる発光制御部とを備えたことを特徴とする。

上記本発明の第２の撮影装置によれば、上記発光制御部が、上記発光部に、撮影に先立って上記複数の照射領域それぞれに向けてプリ発光光を照射させるとともに、上記受光部にそのプリ発光光の、その複数の照射領域それぞれからの反射光を受光させることで本発光時に必要な光量を測定した後、測定した光量で本発光時に撮影補助光を照射させる。

このため、上記発光制御部が、本発光時に適正露出を得るように各領域の発光光量を調節することができるようになる。

すなわち、被写体の位置及び距離に関係なく画面全体の適正露出が得られるように働く調光機能を有する撮影装置が提供される。

ここで、上記撮像素子に照射される被写体光を受光して画像信号を得る際の受光感度を調整する感度調整部を備え、
上記発光制御部が、上記感度調整部に、撮影時の受光感度よりも暗い受光感度に設定させてから、上記発光部に、プリ発光光を照射させるものであることが好ましい。

上記撮像素子を、プリ発光光の反射光を受光する受光部として兼用するようにすると、撮影時の撮像素子での被写体光の受光状態を反映した調光を行なうことができるようになる。

一般に撮像素子にあっては、シャッタスピードを遅くして撮像素子に被写体光を受光させる時間を長くしさえすれば、さほど感度が暗い側になっていなくても撮像素子に対して充分な光量を与えることができる。しかしプリ発光光の反射光を撮像素子に受光させるにあたっては、プリ発光光を被写体に向けて少なめの光量でしかも短時間の間に照射させる様にした方が良い。

そこで、上記発光制御部が、上記感度調整部に、例えば上記撮像素子の後段に在る増幅回路のゲインを上げて感度を暗い側に設定させるであるとか、あるいは後段の信号処理部に画素混合を行なわせるようにして感度を暗い側に設定させるであるとかして、撮影時の受光感度よりも暗い受光感度に設定させてから、上記発光部に、プリ発光光を照射させるようにして、プリ発光光の発光時間を短くかつ光量を少量にしても上記撮像素子で良好な反射光の受光が行なわれるようにしている。

このようにしておくとプリ発光光の光量を多くすることなく、また発光時間も短くなるので省電力化が図れる。

また、被写体距離を測定する測距部を備え、
上記発光制御部が、上記発光部に、上記測距部による測距結果に応じた光量でプリ発光させるものであることが好ましい。

そうすると、上記発光制御部が、上記発光部に、各領域の被写体距離に応じた光量でプリ発光光の照射を行なえるようになるので更なる省電力化が図れる。

また上記発光制御部が、上記発光部に、時間的に順次変化させた光量でプリ発光させるものであっても良い。

このように上記発光制御部が、上記発光部に、時間的に順次変化させた光量でプリ発光させるものであると、各領域ごとに撮像素子の各領域に対応する画素群で受光される反射光の受光タイミングが変化する。

この受光タイミングの違いは、各領域ごとの被写体距離の違いに相当するものになり得るので、上記被写体距離に応じた光量でプリ発光を行なわせるのと同等の効果を得ることができる。

上記したように上記受光部は、上記撮像素子が受光センサを兼ねたものであっても、別体のものであっても良い。

また上記発光部が、上記複数の照射領域それぞれに向けて光を照射する複数の光源を備えたものであることが好ましく、さらに上記発光部が、撮影画角全域を照射する光源と、その光源から発せられた光の、上記複数の照射領域それぞれに向かう光束の光量を独立に調節する光量調節手段とを備えた態様であることが好ましい。

そうすると、上記光量調節手段によって複数の照射領域それぞれに向かう光束の光量を独立に調節することによって様々な配光で撮影補助光を被写体に向けて照射させることができるようになる。

以上、説明したように、被写体の位置及び距離に関係なく画面全体の適正露出が得られるように働く調光機能を有する撮影装置が実現される。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを示す図である。

図１に本発明の一実施形態であるデジタルカメラの構成斜視図であり、図１（ａ）は正面上方から見た図、図１（ｂ）は背面上方から見た図である。

図１（ａ）に示すように、本実施形態のデジタルカメラ１００ではレンズ鏡胴１７０内に内蔵された撮影レンズを通してデジタルカメラ１００内部に配備されているＣＣＤ固体撮像素子まで被写体の像が導かれるようになっている。このデジタルカメラ１００では、後述するＣＣＤ固体撮像素子でスルー画や撮影画像を表す画像信号が生成される他、その画像信号に基づいてＴＴＬ測距およびＴＴＬ測光が後述するメインＣＰＵにより行われて被写体距離や被写体輝度が検出されるようにもなっている。

ＴＴＬ測距においては、撮影画角内が二次元的に分割された複数の測距領域それぞれについて測距が行なえるようになっており、ＴＴＬ測光においても、撮影画角内が二次元的に分割された複数の測光領域それぞれについて測光が行なえるようになっている。ここでは、測光領域と測距領域が一対一に対応するものとして以降の説明を行なう。

さらに本実施形態のデジタルカメラ１００では、撮影時に、撮影補助光を発光する発光部から撮影補助光発光窓１６０を通して、上記測光領域でもあり、上記測距領域でもある複数の照射領域それぞれに向けて、独立に制御された撮影補助光が様々な配光で照射されるようになっている。また本実施形態のデジタルカメラ１００には調光機能が搭載されており、カメラボディ正面のファインダ隣にある調光用窓１０６を通して上記複数の照射領域それぞれからの反射光を受光する受光センサがデジタルカメラ１００内部に各照射領域に対応するようにそれぞれ設けられている。

また、図１（ｂ）に示すように本実施形態のデジタルカメラ１００の背面および上面にはユーザがこのデジタルカメラ１００を使用するときにいろいろな操作を行うための操作スイッチ群が設けられている。

この操作スイッチ群１０１の中にはデジタルカメラ１００を作動させるための電源スイッチ１０１ａのほか、十字キー１０１ｂ、メニュー／ＯＫキー１０１ｃ、キャンセルキー１０１ｄ、モードレバー１０１ｅなどがある。これらの操作子群の中のモードレバー１０１ｅによって再生モードと撮影モードの切替や撮影モードの中でさらに動画モード、静止画モードの切替が行なわれる。このモードレバー１０１ｅが撮影モードに切り替えられるとスルー画が表示されてそのスルー画を見ながらシャッタ釦１０２が押されると被写体の撮影が行なわれ、再生側に切り替えられると既撮影画像の再生表示がＬＣＤパネル１５０上に行なわれる。

また、このデジタルカメラ１００には、撮影モードの中にはエリア選択ＡＦモードやオートエリアＡＦモード等の多彩なＡＦモードが搭載されており、撮影モードに切り替えられているときにメニュー／ＯＫキー１０１ｃの操作によってＡＦモードのうちのエリア選択ＡＦモードが選択されると、図１（ｂ）に示すように撮影画角内を複数に分割する分割補助線１５００がスルー画とともにＬＣＤパネル１５０上に表示されるようになっている。この状態にあるときにユーザによってそれらの分割された領域１５０１の中のいずれかの領域が十字キー１０１ｂの操作により選択されると、選択された領域がＡＦエリアとして設定されるようにもなっている。

また、本実施形態の撮影装置では、後述する測光・測距ＣＰＵと、同じく後述するメインＣＰＵとの間のＣＰＵ間通信により測光・測距ＣＰＵが後述する発光部１６に被写界輝度に応じて撮影補助光の照射を被写体に向けて行なわせることができるようにしている。また、本実施形態の発光部１６には、複数のＬＥＤが配備されていてそれぞれの光量が後述する発光制御部に制御されて様々な配光で撮影補助光を被写体に向けて照射させることができるようにもなっている。

また、撮影補助光の照射時には、調光用窓１０６を通して被写体からの反射光がデジタルカメラ内部の受光センサにまで導かれるようになっているため、適正露出が得られたところで即時に撮影補助光の照射を停止させることができるようにもなっている。詳細は後述する。

なお、シャッタ釦１０２は半押しと全押しの２つの操作態様を有しており、半押しされたときにＴＴＬ測光とＴＴＬ測距との双方が行なわれ測光値に応じた開口を持つ絞りが光軸にセットされ、またピント領域内の測距結果に応じた位置にフォーカスレンズが配置された後、全押し操作に応じて撮像素子に電子シャッタが設定され露光が行なわれて撮影が行なわれるようになっている。もしも半押し時に撮影補助光の照射が必要であると判定された場合には、全押し時に閃光発光窓１６０を通して図１（ｂ）に示した分割領域１５０１に対応する測光領域でもあり測距領域でもある照射領域それぞれに向けて独立に制御された撮影補助光が照射される。

図２は図１のデジタルカメラ１００の内部に配備された信号処理部の構成ブロック図である。

図２を参照してデジタルカメラ１００内にある信号処理部の構成を説明する。

図２はデジタルカメラ１００の内部に配備された信号処理部の構成ブロック図である。

本実施形態のデジタルカメラ１００ではすべての処理がメインＣＰＵ１１０によって制御されていて、このメインＣＰＵ１１０の入力部には図１（ｂ）に示した操作部の各種スイッチ群１０１からの操作信号がそれぞれ供給されている。メインＣＰＵ１１０はＥＥＰＲＯＭ１１０ａを有しており、このＥＥＰＲＯＭ１１０ａの中にはデジタルカメラ１００として動作するために必要なプログラムが書き込まれている。このような構成を持つデジタルカメラの電源スイッチ１０１ａが投入されると、ＥＥＰＲＯＭ１１０ａ内のプログラムの手順にしたがってＣＰＵ１１０によりこのデジタルカメラ１００全体の動作が統括的に制御される。

まず画像信号の流れを、図３を参照して説明する。

電源スイッチ１０１ａ（図１参照）が投入されたら、メインＣＰＵ１１０により電源スイッチ１０１ａが投入されたことが検知され、電源１３０からメインＣＰＵ１１０，測光測距ＣＰＵ１４０などの各ブロックに電力が供給される。電源１３０が投入されたときにモードレバー１０１ｅ（図１参照）が撮影側に切り替えられていた場合には、まずＣＣＤ固体撮影素子１１０に結像された被写体像が画像信号として所定の間隔ごとに間引かれて出力され、その出力された画像信号に基づく被写体像が画像表示ＬＣＤのＬＣＤパネル１５０上に表示される。このＣＣＤ固体撮像素子１１２にはクロックジェネレータ（以下、ＣＧという）１１２１からタイミング信号が供給されており、このタイミング信号によって所定の間隔ごとに、画像信号が間引かれて出力される。このＣＧ１１２１はＣＰＵ１１０からの指示に基づいてタイミング信号を出力しており、そのタイミング信号は、ＣＣＤ固体撮像素子１１２の他、後段のＡ／Ｄ部１１３、およびホワイトバランス調整・γ処理部１１４にも供給されている。したがって、ＣＣＤ固体撮像素子１１２、Ａ／Ｄ部１１３、ホワイトバランス・γ処理部１１４ではそのタイミング信号に同期して順序良く画像信号の処理が流れるように行なわれる。

このようにＣＰＵ１１０の指示に応じてＣＧ１１２１から出力されるタイミング信号に同期してＡ／Ｄ部１１３、ホワイトバランスγ処理部１１４で順序良く処理が行なわれた後、ホワイトバランス処理部からＹＣ処理部へと画像信号がバスを通して供給される。このバスを通して画像信号を供給するにあたって、ホワイトバランスγ処理部で順次処理されて出力されてくる画像信号をそのままバスを通してＹＣ処理部へ転送するようにしてしまうと、ホワイトバランスγ処理部１１４とＹＣ処理部１１６との双方の処理タイミングにずれが生じてしまうことがあるため、後段にバッファメモリ１１５を設けて、ＹＣ処理部１１６への供給タイミングを調整することができるようにしている。そのバッファメモリ１１５からは古い時刻に記憶された画像信号から先にＹＣ処理部１１６へ供給される。そのＹＣ処理部１１６に供給された画像信号は、ＲＧＢ信号からＹＣ信号に変換され、その後バス１２１を経由してその変換されたＹＣ信号が画像表示ＬＣＤ１５側に供給される。この画像表示ＬＣＤ１５の前段にはＹＣ信号をＲＧＢ信号に変換するＹＣ→ＲＧＢ変換部１５１があり、このＹＣ→ＲＧＢ変換部１５１でＹＣ信号が再びＲＧＢ信号に変換され、その変換されたＲＧＢ信号がドライバ１５２を経由して画像表示ＬＣＤ１５に供給される。この供給されたＲＧＢ信号に基づいて画像表示ＬＣＤ１５のＬＣＤパネル１５０上に被写体像の画像表示が行なわれる。前述したＣＧ１１２１から出力されるタイミング信号に同期してＣＣＤ固体撮像素子１１２、Ａ／Ｄ部１１３、ホワイトバランスγ処理部部１１４が動作して、所定の間隔ごとにＣＣＤ固体撮像素子１１２で生成された画像信号が処理されている訳であるから、この画像表示ＬＣＤ１５の表示パネル１５０上には撮影レンズが向けられた方向の被写体が被写体像として常に表示され続ける。この表示され続けている被写体像を視認しながら、シャッタチャンスにシャッタ釦１０２が押されると、シャッタ釦１０２の押下タイミングを起点として所定の時間を経た後、ＣＣＤ固体撮像素子１１２に結像された画像信号すべてがＲＧＢ信号となって出力される。このＲＧＢ信号はＹＣ処理部１１６でＹＣ信号に変換されてさらに圧縮・伸張部１１７でＹＣ信号が圧縮され、その圧縮された画像信号がメモリカード１１９に記録される。この圧縮・伸張部１１７では静止画についてはＪＰＥＧ規格に準拠した圧縮方法で圧縮が行なわれてメモリカード１１９に画像信号が記録される。ヘッダ部には圧縮情報や撮影情報などが書き込まれており、このデジタルカメラ１００のモードレバー１０１ｅが再生側に切り替えられたら、メモリカード１１９からそのファイルのヘッダがまず読み出され、そのヘッダ内の圧縮情報に基づいてファイル内の圧縮画像信号が伸張されて画像信号が元に復元された後、その画像信号に基づく被写体像がＬＣＤパネル１５０上に表示される。

また、この実施形態のデジタルカメラ１００には、メインＣＰＵ１１０の他に焦点調整および露出調整を行なうための測光・測距ＣＰＵ１２０が設けられており、この測光・測距ＣＰＵ１２０によって撮影光学系のフォーカスレンズの位置制御や絞りの切り替え制御が行なわれている。さらにこの測光・測距ＣＰＵ１２０はＬＥＤ発光制御部１６ａの制御も行なっており、撮影補助光の発光が必要な場合にはそのＬＥＤ発光制御部１６ａに複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６８ａそれぞれの発光を独立に制御させ、それらのうちの少なくとも一つに撮影補助光の照射を行なわせている。この撮影補助光の照射を停止させるにあっては、９つのＬＥＤ１６０ａ〜１６８ａそれぞれに撮影光を照射させたときにそれぞれの照射を独立に停止させることができるように、各照射領域に対応する位置それぞれに受光センサ１２０１〜１０２９を配列して各受光センサ１２０１〜１２０９に各照射領域それぞれからの反射光を受光させるようにしている。このようにしておくと、撮影補助光の各照射領域への発光光量が正確に測定され適正露出となったときに即時に撮影補助光の照射を停止させることができる。

なお、本実施形態では、照射タイミングを画像フレームの処理タイミングにあわせるため、撮影補助光（フラッシュ）発光タイミング制御部１４０が設けられている。

この測光・測距ＣＰＵ１２０では焦点調整にあっては、例えばＡＦモードのうちの中央一点固定モードが指定されていた場合には、中央一点にＡＦエリアを固定してＡＦエリア（領域）内の測距結果に応じてフォーカスレンズを駆動し、またオートエリアＡＦモードが指定されていた場合には図１（ｂ）に示した分割補助線１５０１で分割された領域ごとに被写体コントラストを検出して最も被写体コントラストの大きくなる領域をＡＦエリア（領域）としてフォーカスレンズをそのＡＦエリア内の測距結果に応じた位置に駆動し、前述したＡＦエリア選択モードが指定されていた場合には、指定されたＡＦエリア（領域）内の測距結果に応じた位置にフォーカスレンズ１１１０を駆動する。

露出調整にあっては上記ＡＦエリア（領域）の測光結果およびそのほかの領域の測光結果がメインＣＰＵ１１０から測光・測距ＣＰＵ１０１に伝えられ、測光・測距ＣＰＵ１２０によって例えば平均的な輝度が算出され算出された輝度に応じて絞り１１１２の開口の大きさが調節されることによりＣＣＤ固体撮像素子１１２の撮影面に与えられる光量が調節される。

さらに、本実施形態の撮影装置においては、メインＣＰＵ１０１からの指示を受けて測光・測距ＣＰＵ１２０が測光結果や測距結果や撮影モードに応じてＬＥＤ発光制御部１６ａを制御してそのＬＥＤ発光制御部１６ａに撮影補助光の照射を行なわせている。そのＬＥＤ発光制御部１６ａには９つのＬＥＤ１６０ａ〜１６８ａが配備されており、それらのＬＥＤ１６０ａ〜１６８ａの光量それぞれがＬＥＤ発光制御部１６ａにより調節されるようになっている。ここでは、ＬＥＤ発光制御部１６ａがそれぞれのＬＥＤ１６０ａ〜１６８ａに加える電圧の大きさをそれぞれ変えることにより光量を調節したり、駆動信号のデューティ比を変えるなどして光量を調節したりして、各領域ごとの撮影補助光の光量を独立に制御することにより配光を整えて撮影補助光の照射を被写体に向けて行なわせている。

また、測光・測距ＣＰＵ１２０は、各受光センサ１２０１〜１０２９による複数の照射領域それぞれからの反射光の受光光量に応じて、複数の照射領域それぞれに向けての撮影補助光の照射を停止させてもいる。

この測光・測距ＣＰＵ１２０が本発明にいう発光制御部にあたり、受光センサ１２０１〜１２０９が本発明にいう受光部にあたり、ＬＥＤ発光制御部１６ａとＬＥＤ１６０ａ〜１６８ａが本発明にいう発光部１６にあたる。

なお、ここでは光量を調節することができるようにしているが、ＬＥＤそれぞれに電圧を加えるか、加えないかによりオンオフを制御するものであっても良い。

図３は、図１に示すデジタルカメラの鏡胴１７０に内蔵されている撮影光学系が捉える被写体領域（撮影画角を表わすものとして）を示す図である。図３には、発光部が備える９つのＬＥＤ１６０ａ〜１６９ａの配列と、それぞれのＬＥＤに対応する照射領域１６０１ａ〜１６８１ａの配列と、調光用の受光センサ１２０１〜１２０９のの配列それぞれの対応関係が示されている。

図３に示すように撮影画角内が二次元的に分割された、上記複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６８ａそれぞれから複数の照射領域１６０１ａ〜１６８１ａそれぞれに向けて独立に制御された撮影補助光が照射され、それぞれの領域からの反射光が調光用の受光センサ１２０１〜１２０９それぞれにより受光される。

また、図３に示す照射領域はＣＣＤ固体撮像素子１１２内の受光面が分割された９つの測距領域にも一対一で対応しており、例えば操作によりオートエリアＡＦモードが指定された場合などにおいては、図３に示す各照射領域１６０１ａ，１６２１ａ，１６３１ａ，１６４１ａ，１６５１ａ，１６６１ａ，１６７１ａ，１６８１ａごとにメインＣＰＵ１０１で測距が行なわれるようになっている。ここでは、その測距結果を受けて測光・測距ＣＰＵ１２０がＬＥＤ発光制御部１６ａに各照射領域ごとの光量を調節させることにより配光を整えさせてから撮影補助光の照射を被写体に向けて行なわせている。さらにそれぞれの領域からの反射光を受光センサ１２０１〜１２０９それぞれに受光させて、受光光量が所定の値になった順にそれらの領域に対応するＬＥＤを順次消灯させていき撮影補助光の照射の停止をそれぞれ個別に行なわせてもいる。つまり、測光・測距ＣＰＵ１２０によって撮影補助光の照射も、またその照射の停止も各領域ごとに独立に制御されるのである。

ここで、ＥＥＲＰＯＭ１１０ａ内に記述されているプログラム中のメイン処理を説明して、次にそのメイン処理内の、撮影補助光の照射に関わる露光（調光処理によって適正露出を得る処理を含む）処理についてその詳細を説明する。

まず、メインＣＰＵ１１０が行なうメイン処理を、図４を参照して説明する。

図４は、撮影補助光を被写体に照射させて撮影を行なうときの、メインＣＰＵ１１０が行なうメイン処理の手順を示すフローチャートである。

ステップＳ４０１でレリーズ釦１０２が半押しされたら、ＡＥ処理つまりＴＴＬ測光を行ってその結果を測光・測距ＣＰＵ１２０に伝えて結果に応じて、測光・測距ＣＰＵ１２０に絞り１１２の開口を調節させる。次のステップＳ４０２でＡＦ処理を行なう。本実施形態の撮影装置においては、中央一点固定ＡＦモードや選択エリアＡＦモードやオートエリアＡＦモードといった多彩なＡＦモードを有しているので、このステップＳ４０２のＡＦ処理により、各領域ごとに輝度のサンプリングを行なって各領域ごとに被写体コントラストを求めて各領域内それぞれで最適な合焦点を検出したり、選択されたエリアに関してのみ合焦点を検出したり、中央の領域のみ合焦点を検出したりすることができる。

ここでは、ＡＦ処理を行なうにあたって、いずれのＡＦモードであっても測光・測距ＣＰＵ１２０にフォーカスレンズを移動させることを指示し、そのフォーカスレンズを移動させている最中に各領域もしくは所定の領域の被写体コントラストをサンプリングして合焦点を検出して、その合焦点位置および各領域で測定された被写体距離の結果を測光・測距ＣＰＵ１２０に通知するようにして、それらのＡＦ情報に応じて測光・測距ＣＰＵ１２０にフォーカスレンズ１１１０の合焦点位置への移動を行なわせている。その後のステップＳ４０３でレリーズ釦１０２の全押し操作タイミングを検知したら今度はその検知タイミングを測光・測距ＣＰＵ１２０に指示して測光・測距ＣＰＵ１２０の制御の基、ＣＧ１１２１にＣＣＤ１１２へ向けて露光開始信号を供給させてＣＣＤ１１２に露光を開始させる。ＣＣＤ１１２に露光を開始させたときに撮影補助光を発光させる必要がある場合には、ステップＳ４０３で通知されている各領域の被写体距離に応じた光量を測光・測距ＣＰＵ１２０に算出させ、算出させた光量でＬＥＤ制御部１６ａに各ＬＥＤ１６０ａ〜１６８ａの発光を行なわせる。さらにそれらのＬＥＤの発光により被写体に向けて撮影補助光を照射させているときに各領域からの反射光を受光センサに受光させてその受光させた光量を時間積分してその時間積分値が所定の値になったら、各領域ごとに独立に照射を停止させるようにもしている。

このようにして調光を行なって各領域ごとの照射を適正な発光光量となったところで停止させたらステップＳ４０３で露光終了時に露光終了信号をＣＧ１１２１からＣＣＤ１１２へ供給させて電子シャッタを閉とし、次のステップＳ４０４でＣＣＤ１１２から画像信号をＡ／Ｄ部１１３へと出力させる。ステップＳ４０５で、Ａ／Ｄ部１１３にアナログの画像信号からデジタルの画像信号への変換を行わせてホワイトバランスγ処理部１１４へ供給させステップＳ４０６でホワイトバランスγ処理部１１４に画像処理を行なわせて画像処理を行なわせた画像信号をバッファ１１５に出力させる。そのバッファ１１５に出力させた画像信号を、タイミングを計ってＹＣ処理部１１６に供給させてＹＣ処理部１１６に画像処理を行わせ、次のステップへ進んでＳ４０７で圧縮・伸張部１１７に画像圧縮させた後、Ｉ／Ｆ１１８に媒体であるメモリカード１１９への記録を行わせてこのフローの処理を終了する。

ここで、本実施形態のデジタルカメラ１００では、課題に掲げたように好適な配光で被写体に向けて撮影補助光の照射およびその照射の停止を各領域ごとに行なわせることにより適正露出を得ようとしているので、その適正露出を得るための調光処理も行なっているステップＳ４０３の露光処理の詳細を説明する。

図５は、ステップＳ４０３の露光処理の詳細を示すフローチャートである。

ステップＳ４０３１で、全押し操作に応じてクロックジェネレータ１１２１に露光開始信号をＣＣＤ固体撮像素子１１２へ向けて供給させることにより電子シャッタ（メカシャッタがあったらメカシャッタも）を開けて、次のステップＳ４０３２で、各ＬＥＤ１６０ａ〜１６８ａを発光させ被写体に向けて撮影補助光を照射させる。次のステップＳ４０３３で各領域からの反射光を受光センサそれぞれに受光させ、それぞれの受光センサで受光された光量の時間積分を行なう。シャッタスピードよりも短い時間内の時間積分で積分光量値が一定の値になったと判定したら、ステップＳ４０３４へ進み、各受光センサ１２０１〜１２０９に対応するＬＥＤ１６０ａ〜１６８ａの発光をそれぞれ個別に停止させる。また、シャッタスピードと同じ時間が経過しても一定の値が得られそうもなかったら、ステップＳ４０３６へ進みステップＳ４０３６でシャッタスピードに対応した時間で各ＬＥＤの発光を停止させる。

いずれにおいても発光を停止させたら次のステップＳ４０３５へ進み電子シャッタ（メカシャッタでも良い）を閉じ、このフローの処理を終了する。

以上説明したように、被写体の位置及び距離に関係なく画面全体の適正露出が得られるように働く調光機能を有する撮影装置が実現される。

図６、図７、図８は、第２実施形態を説明する図である。

図６には、第２実施形態であるデジタルカメラ１００ａの外観が示されており、図７には、図６に示すデジタルカメラ１００ａの内部構成が示されている。また図８には、図６に示すデジタルカメラ１００Ａの鏡胴１７０に内蔵されている撮影光学系が捉える被写体領域（撮影画角を表わすものとして）が示されている。

この第２実施形態のデジタルカメラ１００ａでは、プリ発光を行なってそのプリ発光光の、被写体からの反射光をＣＣＤ固体撮像素子１１２０に受光させることによりメインＣＰＵ１１０（もしくは測光・測距ＣＰＵ）が調光を行なうようになっているため、図１の外観図に示した調光用窓が取り除かれ、また図２の構成ブロック図に示した複数の受光センサ１２０１〜１２０９が取り除かれている。調光用窓１０６と受光センサ１２０１〜１２０９とが取り除かれた以外の構成は図１、図２と全く同様である。

図８（ａ）には撮影画角内が二次元的に分割された、上記複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６８ａそれぞれが撮影補助光を照射する複数の照射領域１６０１ａ、１６１１ａ，１６２１ａ，１６３１ａ，１６４１ａ，１６５１ａ，１６６１ａ，１６８１ａそれぞれが示されており、図８（ｂ）はその撮影画角内に設定された測距領域１５０１１，１５０１２，１５０１３，１５０１４，１５０１５，１５０１６，１５０１７，１５０１８がそれぞれ示されている。

図８（ａ），（ｂ）には撮影画角内が３×３＝９分割された場合の例が示されており、この図８（ｂ）に示す測距領域と図８（ａ）に示す照射領域とは、それぞれ、一対一に対応している。

このように、照射領域と測距領域とが一対一に対応していると、例えば操作によりオートエリアＡＦモードが指定された場合などにおいては、図８（ａ）に示す各照射領域１６０１ａ，１６２１ａ，１６３１ａ，１６４１ａ，１６５１ａ，１６６１ａ，１６７１ａ，１６８１ａごとにメインＣＰＵ１０１で測距を行なった後、その測距結果を受けて測光・測距ＣＰＵ１２０がＬＥＤ発光制御部１６ａに各照射領域ごとの光量を調節させることによりプリ発光光の照射を被写体に向けて行なわせるようなことが行なえる。また、各測距領域でプリ発光時の反射光を受光させるようにもしてあるので、それらの受光光量に基づいて本発光時の撮影補助光の発光光量をメインＣＰＵ１１０で算出するかもしくは測光・測距ＣＰＵ１２０に算出させることができる。

ここで、第２実施形態であるデジタルカメラが備えるメインＣＰＵ１１０が行なうメインの処理の手順は、図３に示すものと全く同じ手順であるので、調光処理も行なっている処理ステップＳ４０３を説明する。

図９は、ステップＳ４０３の露光処理の詳細を示すフローチャートである。

ステップＳ４０３１１で、測距の結果を測光・測距ＣＰＵ１２０に通知して測光・測距ＣＰＵ１２０にプリ発光時の発光光量を算出させる。次のステップＳ４０３１２でレリーズ釦の全押し操作に応じてクロックジェネレータ１１２１にＣＣＤ固体撮像素子１１２へ向けて露光開始信号を供給させることにより電子シャッタ（メカシャッタがあったらメカシャッタも）を開けて、次のステップＳ４０３１３で、各ＬＥＤ１６０ａ〜１６８ａを発光させ被写体に向けてプリ発光光を照射させる。次のステップＳ４０３１４で各領域からの反射光を撮像素子に受光させ、ＣＣＤ固体撮像素子１１２に受光させた光量に応じて本発光時の撮影補助光の発光光量を算出しようとしたときにＣＣＤ固体撮像素子１１２で得た、被写体からの反射光の光量が少なすぎて露出不足が起こりそうであると判定した場合には、露出不足の場合側へ進み、ステップＳ４０３１５で各ＬＥＤ１６０ａ〜１６８ａの光量を最大光量にして、次のステップＳ４０３１７で本発光すなわち影補助光を被写体に向けて照射させる。

ステップＳ４０３１４で、ＣＣＤ固体撮像素子１１２で得た、被写体からの反射光の受光光量から発光光量が適正値であると判定した場合には、適正露出が得られる場合側へ進み、ステップＳ４０３１５で被写体領域全体が適正露出になるように各ＬＥＤの光量を調節する。次のステップＳ４０３１７へ進み、ステップＳ４０３１７で本発光すなわち撮影補助光を被写体に向けて照射させる。

このようにしても、被写体の位置及び距離に関係なく画面全体の適正露出が得られるように働く調光機能を有する撮影装置が提供される。

図１０は、図９の変形例である。

図９では、ステップＳ４０３１１で測距結果に応じてプリ発光の光量を算出してプリ発光を行なわせていたが、図１０では、そのステップＳ４０３１１の処理を省略して少々時間を要するがステップＳ４０３１３Ａで時間的に順次変化させた光量でプリ発光させて各領域の被写体までの大まかな測距をプリ発光光の反射光により行なうように変形している。

このようにすると、測距結果に応じて光量を調節するよりも、本発光時の照射状況をプリ発光時に反映させて発光光量を定めることができるようになるので、より的確な光量に調節して撮影補助光の照射を行なわせることができるようになる。

すなわち、被写体の位置及び距離に関係なく画面全体の適正露出が得られるように働く調光機能を有する撮影装置が実現される。

図１１も、図９の変形例である。

図１１では、例えばＣＣＤ固体撮像素子内部にゲイン調整端子付きのアンプが内蔵されていたとして、本発明にいう感度調整部になり得る測光・測距ＣＰＵ１２０にステップＳ４０３１１Ａで撮影時の受光感度よりも暗い受光感度になるようにそのアンプに撮影時のゲインよりも大きなゲインを設定させてから、発光部１６に、プリ発光光を照射させるようにして、プリ発光光の発光時間が短くても上記撮像素子に良好な反射光の受光を行なわせるようにしている。

このようにしておくと撮像素子であるＣＣＤ固体撮像素子に受光させるためにプリ発光時間を長くしたり、光量を多くしたりするようなことを行なわなくて済むようになるので省電力化が図れる。

なお、ここではＣＣＤ固体撮像素子内にゲイン調整端子付きのアンプが内蔵されているとしてそのアンプのゲインを調整しているが、ＥＥＰＲＯＭ１１０ａ内に画素混合用のプログラムを記述しておいてプリ発光時にメインＣＰＵ１１０で画素混合の処理を行なうようにしても良い。

図１２、図１３は、第３の実施形態を説明する図である。

図１２のデジタルカメラ１００Ｂの外観は図６と同様のものであるが、デジタルカメラの内部構成に若干変更がある。第２の実施形態のデジタルカメラで用いられていた複数のＬＥＤ１６０ａ〜１６８ａを用いるのを止めて一つのＬＥＤ１６０ａにして、そのＬＥＤ１６０ａの前面に二次元的に配列された液晶シャッタ１６１ａを設けている。このようにしても液晶シャッタ１６１ａの各領域の濃度を変更することにより各照射領域それぞれに向けて撮影補助光を独立に照射させることができる。

図１３は、図１２に示すデジタルカメラ内のメインＣＰＵがメイン処理中の露光処理ステップＳ４０３で行なう調光処理の手順を示すフローチャートである。

ステップＳ４０３１５Ａの処理とステップＳ４０３１６Ａの処理を液晶シャッタ１６１ａの各領域の濃度を調節するように変更した以外、図９の処理と全く同じ処理である。

このようにしても、同様の効果が得られる。

以上説明したように、被写体の位置及び距離に関係なく画面全体の適正露出が得られるように働く調光機能を有する撮影装置が実現される。

なお、本実施形態では、図３に示す各ＬＥＤ１６０ａ〜１６９ａを一斉に発光させて撮影補助光を照射させているが、例えば図３示すＬＥＤ１６０ａ、ＬＥＤ１６１ａ、ＬＥＤ１６２ａ…というように順次発光させるようにして各領域に向けて順次撮影補助光を照射させるようにしても良い。

本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを示す図である。 図１のデジタルカメラ１００の内部に配備された信号処理部の構成ブロック図である。 発光部が備える９つのＬＥＤ１６０ａ〜１６９ａの配列と、それぞれのＬＥＤに対応する照射領域１６０１ａ〜１６８１ａと、調光用受光センサ１２０１〜１２０９の配列をそれぞれ示す図である。 撮影補助光を被写体に照射させて撮影を行なうときの、メインＣＰＵ１１０が行なうメイン処理の手順を示すフローチャートである。 ステップＳ４０３の露光処理の詳細を示すフローチャートである。 第２実施形態を説明する図である。 第２実施形態を説明する図であり、図６に示すデジタルカメラ１００Ａの内部構成を示す図である。 図６に示す鏡胴１７０に内蔵されている撮影光学系が捉える被写体領域を示す図である。 図６に示すデジタルカメラ内のメインＣＰＵ１１０によるメイン処理中のステップＳ４０３の詳細を示すフローチャートである。 図９の変形例を説明する図である。 図９の変形例を説明する図である。 第３の実施形態を説明する図である。 図１２に示すデジタルカメラ１００Ｃ内のメインＣＰＵ１１０によるメイン処理中のステップＳ４０３の詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ デジタルカメラ6
１１０ メインＣＰＵ
１２０ 測光・測距ＣＰＵ
１２０１〜１２０９ 調光用の受光センサ
１６ 発光部
１６ａ ＬＥＤ発光制御部
１６０ａ〜１６８ａ ＬＥＤ
１６１ａ 液晶シャッタ

Claims (8)

1. 撮像素子を備え該撮像素子上に被写体像を結像して画像信号を生成する撮影装置において、
   撮影画角内が二次元的に分割された複数の照射領域それぞれに向けて独立に制御された光を照射する発光部と、
   前記複数の照射領域それぞれからの反射光を独立に受光する受光部と、
   撮影時に、前記複数の照射領域それぞれに向けて撮影補助光を照射するとともに、前記受光部による前記複数の照射領域それぞれからの反射光の受光光量に応じて、前記発光部に、前記複数の照射領域それぞれに向けての撮影補助光の照射を停止させる発光制御部とを備えたことを特徴とする撮影装置。
2. 撮像素子を備え該撮像素子上に被写体像を結像して画像信号を生成する撮影装置において、
   撮影画角内が二次元的に分割された複数の照射領域それぞれに向けて独立に制御された光を照射する発光部と、
   前記複数の照射領域それぞれからの反射光を独立に受光する受光部と、
   前記発光部に、撮影に先立って、前記複数の照射領域それぞれに向けてプリ発光光を照射させるとともに、前記受光部に該プリ発光光の、該複数の照射領域それぞれからの反射光を受光させ、撮影時には、前記発光部に、該被照射領域それぞれに向けて、該複数の照射領域それぞれからの反射光の受光光量に応じた光量で撮影補助光を照射させる発光制御部とを備えたことを特徴とする撮影装置。
3. 前記撮像素子に照射される被写体光を受光して画像信号を得る際の受光感度を調整する感度調整部を備え、
   前記発光制御部が、前記感度調整部に、撮影時の受光感度よりも暗い受光感度に設定させてから、前記発光部に、プリ発光光を照射させるものであることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
4. 被写体距離を測定する測距部を備え、
   前記発光制御部が、前記発光部に、前記測距部による測距結果に応じた光量でプリ発光させるものであることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
5. 前記発光制御部が、前記発光部に、時間的に順次変化させた光量でプリ発光させるものであることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
6. 前記受光部が、前記撮像素子を受光センサとするものであることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項記載の撮影装置。
7. 前記発光部が、前記複数の照射領域それぞれに向けて光を照射する複数の光源を備えたものであることを特徴とする撮影装置。
8. 前記発光部が、撮影画角全域を照射する光源と、該光源から発せられた光の、前記複数の照射領域それぞれに向かう光束の光量を独立に調節する光量調節手段とを備えたことを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項記載の撮影装置。

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